Газові закони

Закон сталості складу речовини

Закон сталості складу речовин був відкритий у 1801 році Ж.Прустом: кожна чиста речовина молекулярної будови незалежно від способу і умов її добування має певний сталий (незмінний) склад.

Наприклад, сірчистий газ можна добувати різними способами (наприклад, згідно рівнянь реакцій S+O₂ Þ SO₂; Cu+2H₂SO₄ Þ CuSO₄+SO₂+2H₂O; 2H₂O+3O₂ Þ 2SO₂+2H₂O),проте одержаний SO₂ у чистому вигляді завжди містить 50 мас.% Сульфуру і 50 мас.% Оксигену.

Ще за часів Ж.Пруста правильність цього закону заперечувалася К.Бертоле, який вважав, що склад речовини є величина змінна і залежно від умов добування може змінюватись в певних межах. Лише в ХХ ст. Завдяки роботам М.С.Курнакова було показано, що в природі можуть бути два типи сполук: із сталим та змінним складом.

Сполуки, які мають сталий склад і цілочислове атомне співвідношення компонентів називають дальтонідами. До них належать сполуки з ковалентним зв’язком, що при звичайних умовах перебувають у газоподібному і рідкому станах. Сполуки, що мають змінний склад, а стехіометричне співвідношення компонентів яких не відповідає цілим числам, називаються бертолідами. До бертолідів належать кристалічні сполуки в основному перехідних металів типу оксидів, сульфідів, нітридів, фосфідів, карбідів, гідридів тощо. Наприклад, Цирконій з Нітрогеном утворює сполуки, склад яких може змінюватися в певних межах: ZrN_0,59–ZrN_0,89, а Титан з Гідрогеном TiH–TiH₂.

Стан даної маси газу визначається температурою t, тиском р і об’ємом V. Якщо р = 1,01325·105 Па і t = 0^оС, то умови, при яких знаходиться газ, називають нормальними (н.у.). Об’єм при н.у. прийнять позначати V ₀, а тиск – р ₀. Стан газу, що знаходиться при умовах, відмінних від нормальних, описується такими законами:

1. При постійній температурі об’єм даної маси газу обернено пропорційний тиску (закон Бойля-Маріотта) (1660-1677 рр.): або: при Т = const р·V = const

2. При постійному тиску об’єм даної маси газу при підвищенні його температури на 1^оС збільшується на 1/273,15 частину об’єму V ₀, який газ займав при 0^оС:

V = V ₀(1+ t) або V = V ₀

Якщо ввести позначення абсолютної температури Т = t +273,15 К, то одержимо: , так як є величина постійна, то маємо: const при р = const (закон Гей-Люссака, 1802 р.).

3. При постійному об’ємі залежність тиску даної маси газу від температури виразиться рівнянням р = р ₀(1+ t) або = const при V = const (закон Шарля, 1787 р.)

Дата добавления: 2015-05-23